FI59397B - Foerfarande foer ringspaltning av 2-isopropyl-5,5-dimetyltiazolidinfoereningar foer erhaollande av penicillaminer eller deras derivat - Google Patents

Description

ESF^l m «dKUULUTUSJULKAISU

MIA lJ UTLÄGGNINGSSKRIFT 0^07 / C Patentti myönnetty 10 00 1931 yiQ^V Patent raeddelat " (51) Kv.Ht?/h*t.ci. C 07 σ 14-9/243 SUOMI—FINLAND (21) p»t«ittihrt*mu*-p«««i«eknMf 1961/72 (22) Htkemhpihfl—AnaBknlngadag 10.07.72 (23) Alkupllvt—GiMghatadag 10.07.72 (41) Tulkit lulkteakil — Bllvlt offuntllg 29.02.73 1— 1· )* ΚΜ—ΙΙ—

Patent- oeh reglstentyrclMn ' ' AmMcm utiigd ech utUkrKun pubiicmd 30. oi. 81 (32)(33)(31) Pyydetty utuolkuu* —B«|lrd prlorttet 2*+.08.71

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) P 21^2336.9 Toteennäytetty-Styrkt (71) Degussa Aktiengesellschaft, Weissfrauenstrasse 9» 6000 Frankfurt 1,

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Friedrich Asinger, Aachen, Karl-Heinz Gluzek, Orsoy, Heribert Offer-manns, Grossauheim, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7M Oy Kolster Ab (5*0 Menetelmä 2-isopropyyli-5,5~dimetyylitiatsolidiiniyhdisteiden rengasloh-kaisemiseksi penisillamiinien tai niiden johdannaisten saamiseksi -Förfarande för ringspaltning av 2-isopropyl-5,5-dimetyltiazolidinför-eningar för erhällande av penicillaminer eller deras derivat

Keksintö koskee menetelmää 2-isopropyyli-5,5-dimetyylitiatsolidiini yhdisteiden rengaslohkaisemiseksi pensillamiiniksi tai soi johdannaisiksi tai suoloiksi.

Kun 2-asemassa disubstituoidut 5,5- dimetyyli-tiatsolidiini-4-karboksyyli-hapot tai niiden alkyyliesterit, amidit tai suolat voidaan muuttaa hydrolyytti-sellä rengaslohkaisulla, esimerkiksi kuumentamalla lyhyen aikaa veden kanssa, nopeasti penisillamiiniksi tai sen johdannaisiksi tai suoloiksi, ovat 2-asenassa monosubstituoidut 5,5- dimetyyli-tiatsolidiini- 4-karboksyy1ihapot tai niiden johdannaiset suhteellisen pysyviä hydrolyyttista rengaslohkaisun suhteen. (Zeitschrift fiir Naturforschung 18b , 25, 1963).

On tunnettua lohkaista 2- iscpropyyli- 5,5- dimetyyli-tiatsolidiini-4-karboksyy 1 ihappo penisillamiiniksi vesihöyryn avulla poistamalla atseotrocppi-sesti muodostuva iscbutyyrialdehydi. 2-isopropyyli- 5,5-dimetyyli-tiatsoli-diini-4-karboksyylihapon kvantitatiiviseen lohkaisuun tarvitaan kuitenkin suhteellisen suuria määriä vesihöyryä ja suhteellisen pitkät reaktioajat.

2- isopropyyli-5,5-dimetyyli-tiatsolidiini-4-karboksyylihapon 1 moolin kvantitatiiviseen lohkaisuun on haihdutettava noin 20- 30-litraa vettä (BE-patentti 738520).

2 59397

Nyt todettiin, että 2-isopropyyli-5,5-dimetyylitiatsolidii-niyhdisteiden tai niiden mineraalihapposuolojen, joilla on yhteinen kaava, Φ

H-C_NH

(I) ch3 h

As\/“3

CH, OH

3 CH3 jossa A on esteriryhmä, jonka alkoholikomponentissa on 1 - 5 hiili-atomia, tai mahdollisesti alemmilla alkyyliryhmillä, joissa on 1-6 hiiliatomia tai fenyylitähteellä, N-mono- tai N-disubstituoitu kar-boksyylihappoamidi- tai tiokarboksyylihappoamidiryhmä tai edullisesti COOH-ryhmä, penisillamiiniksi tai vastaaviksi johdannaisiksi, rengaslohkaisu voidaan suorittaa välttäen edellämainitut haitat, kun annetaan yleisen kaavan I mukaisen tiatsolidiiniyhdisteen reagoida veden ja veteen liukenemattoman inertin orgaanisen liuottimen läsnäollessa, karbonyylireagenssin kanssa, mahdollisesti kuumentamalla ja mahdollisesti inertissä kaasuatmosfäärissä, erotetaan faasit, mahdollisesti uutetaan vesipitoinen faasi inertillä orgaanisella liuottimena, ja eristetään vesipitoisesta faasista peni-sillamiini tai sen johdannaiset tai suolat sinänsä tunnetulla tavalla ja mahdollisesti erotetaan rasemaatti, jolloin edullisesti suoritetaan ennen karbonyylireagenssin kanssa reagointia rengaslohkaisu sinänsä tunnetulla tavalla vesihöyrytislauksella, kunnes korkeintaan 90%, edullisesti 60-80% läsnäolevasta määrästä yleisen kaavan I mukaista yhdistettä on reagoinut.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ei ole välttämätöntä lähteä yleisen kaavan I mukaisista puhtaista lähtöaineista. Voidaan käyttää myös seoksia, joissa on epäorgaanisia suoloja, esimerkiksi ammoniumsuoloja, kuten ne esimerkiksi 2-isopropyyli-5,5-dimetyyli-tiatsolidiini-4-nitriilin hydrolyysistä karboksyylihapoksi saadaan.

2-isopropyyli-5,5-dlmetyyli-tiatsolidiiniyhdisteiden mineraa-lihappoisiin suoloihin kuuluvat hydrohalogenidit ja erityisesti hydrokloridi.

Karbonyylireagensseina voidaan keksinnön mukaisessa menetelmässä käyttää kaikkia niitä yhdisteitä, jotka on määritelty oppikirjassa "Orgaaninen kemia" L.F.Fieser ja M. Fieser, s, 510, (kus- 3 59397 tantaja) Verlag Chemie, Weinheim/Bergstrasse, 1965, sekä niiden suoloja tai hydraatteja. Edullisesti käytetään kuitenkin hydrat-siinia, fenyylihydratsiinia, 2,4-dinitrofenyylihydratsiinia, semi-karbatsidia, tiosemikarbatsidia ja erityisesti hydroksyyliamiinia.

On tarkoituksenmukaista käyttää näitä yhdisteitä 1-2 moolia, edullisesti 1-1,1 moolia 2-isopropyyli-5,5-dimetyyli-tiatsolidiini-4-karboksyylihappoa kohti.

Kuten jo edellä kuvattiin, reaktio suoritetaan veden läsnäollessa. Suositellaan käytettäväksi vettä noin 50- noin 2000 ml, edullisesti noin 200- noin 500 ml (vettä) moolia 2-isopropyyli-5,5-dimetyyli-tiatsolidiini-4-karboksyylihappoa kohden. Orgaanisen liuottimen pitäisi olla läsnä samoissa määrissä.

Rengaslohkaisu karbonyylireagenssien avulla voidaan suorittaa lämpötilassa, joka on 20°C:een ja reaktioseoksen kiehumislämpötilan välillä, edullisesti kuitenkin 40°C:een ja 80°C:een välisessä lämpötilassa. Reaktioajat ovat riippuvaisia lämpötilasta ja karbonyyli-reagenssista. Ne ovat yleensä noin 30 - noin 90 minuutin välillä.

Indifferentteinä, veteen liukenemattomina orgaanisina liuottimina, joita voidaan käyttää reaktioon ja uuttamiseen, tulevat kysymykseen hiilivedyt, erityisesti halogenoidut tai aromaattiset hiilivedyt, eetterit ja sellaiset.

Suoritettaessa keksinnönmukaista menetelmää menetellään tarkoituksenmukaisesti siten, että 2-isopropyyli-5,5-dimetyyli-tiatso-lidiiniyhdisteiden ja karbonyylireagenssin, joka voi myös olla hyd-raattina tai suolana, vesipitoiseen liuokseen lisätään orgaanista liuotinta ja voimakkaasti sekoittaen ja mahdollisesti lämmittäen aikaansaadaan kondensaatiotuotteiden muodostuminen isobutyyrialde-hydista ja karbonyylireagenssista edullisella pH-alueella, joka on yleensä pH 1 - pH 7:n välillä; pH:n säätö voi tapahtua esimerkiksi lisäämällä emästä, erityisesti NaOHrta tai alkaliasetaattia. Esimerkiksi on käytettäessä hydroksyyliamiinia pH-arvo 6-7, käytettäessä semikarbatsidia ja tiosemikarbatsidia 4-5, käytettäessä fenyylihydratsiinia 3-4 ja käytettäessä 2,4-dinitrofenyylihydratsiinia pH-arvo 1-2 on edullinen.

Reaktion päätyttyä erotetaan faasit. Orgaanisesta faasista voidaan erottaa isobutyyrialdehydin ja karbonyylireagenssin konden-saatiotuote, josta sinänsä tunnetulla tavalla voidaan saada takaisin karbonyylireagenssi (vert. "Methoden der Organischen Chemie"/ Orgaanisen kemian menetelmät/, Band VII, Teil 1, Seite 474, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1954). Vesifaasista voidaan saada peni- 4 59397 sillamiini tai sen johdannaisia tai suoloja sinänsä tunnetulla tavalla, esim. haihduttamalla kuiviin, erottamalla epäorgaaniset suolat liuotinuutolla (belgialainen patentti 738 520). Menetelmä voidaan suorittaa sekä panoksittain että jatkuvana, esimerkiksi käyttämällä uuto sko1onnia.

Saatu DL-penisillamiini voidaan erottaa sinänsä tunnettujen menetelmien mukaisesti, esimerkiksi brusiinia käyttäen, optisiksi antipodeiksi, Tällöin on edullista esimerkiksi muuttaa penisillamiini ensiksi yhdisteeksi, joka soveltuu erityisesti rasemaatinhajottamiseen. Erityisesti tulee tällöin kysymykseen penisillamiinin tai 2,2-disub-stituoidun-5,5-dimetyyli-tiatsolidiini-4-karboksyylihapon muuttaminen asyylijohdannaiseksi.

Esimerkki 1 240 g (1 mol,) 2-isopropyyli-5,5-dimetyyli-tiatsolidiini-4-karboksyylihappo. HClrää ja 70g (1mol) hydroksyyliamini-FCl-ää liuotetaan 1,5 litraan tislattua vettä, lisätään 1,5 litraa kloroformia ja varovasti 80 g (2mol) kiinteätä NaOH;ta. Vesipitoisen faasin pH-arvo on 6-7. Seosta kuumennetaan 30 min. palautusjäähdyttäen, seos jäähdytetään huoneenlämpötilaan ja faasit erotetaan. Vesifaasiin lisätään 100 ml konsentroitua suolahappoa ja se pestään sen jälkeen 2 kertaa kulloinkin 300 ml:11a kloroformia ja haihdutetaan kuiviin. Saadaan penisillamiini HCl:n NaCl:n seos josta penisillamiini HC1 saadaan talteen uuttamalla 500 ml:11a abs. alkoholia. Saadaan 158 g (85% teoreettisesta määrästä) penisillamiini HCl:ää, jonka sp. on 144-6°C, ja joka sisältää enää ainoastaan jälkiä NaCl:stä.

Esimerkki 2

Menetellään kuten esimerkissä 1 kuvattiin, kuitenkin lähdetään seoksesta, jossa on 240 g (1 mol) 2-isopropyyli-5,5-dimetyyli-tiat-solidiini-4-karboksyylihappo HCl:ää ja 20,6 g NH^Clsää (saatu saippuoimalla happamesti 2-isopropyyli-5,5-dimetyyli-tiatsolidiini-4-nit-riiliK Käsiteltäessä samoin kuin esimerkissä saadaan seos, jossa on penisillamiini. HCl:ää, NH^Cl:ää ja NaCl:ää» josta pensillamiini.

HCl saadaan uuttamalla 500 ml:11a absoluuttista alkoholia. Saadaan 158 g (85%) penisillamiini HCl:ää, jonka sp. on 144-6°C, ja joka sisältää jälkiä epäorgaanisista suoloista.

Esimerkki 3

Menetellään, kuten esimerkissä 1 kuvattiin, kuitenkin vaihdellaan liuottimen laatua ja määrää, vesimäärää ja reaktiolämpötiloja.

59397

Vesipitoisen liuoksen pH-arvo on kaikissa tapauksissa 4-5. Rengas-lohkaisun aste saadaan: määrittämällä isobutyraldoksiimi kaasukromatografisesta Tulokset on koottu seuraaviin taulukoihin:

Taulukko 1.

Erilaisten liuottimien käyttö/2-isopropyyli-5,5-dimetyyli-tiatsolidiini-4-karboksyylihappo. HCl:n (0,1 mol) rengaslohkai-sussa käyttämällä hydroksyyliamiinia (0,1 mol) systeemissä vesi/ orgaaninen liuotin (kumpaakin 300 ml); reaktioaika: 30 minuuttia. Liuotin Reaktiolämpötila Lohkaisuaste CH2C12 39°C 88% CHC13 56°C 91%

CgHg 71°C 82%

Taulukko 2 ΕΠ vesimäärien käyttö 2-isopropyyli-5,5-dimetyyli-tiatsoli-diini-4-karboksyylihappo. HCl:n (0,1 mol) rengaslohkaisussa hydrok-syyliamiinilla (0,1 mol) käyttäen kloroformia (300 ml) liuottimena. Reaktioaika: 30 minuuttia, reaktiolämpötila: 56°C.

Vesimäärä Lohkaisuaste 400 ml 88% 300 ml 91% 200 ml 87%

Esimerkki 4

Seokseen, jossa on 240 g (1 mol) 2-isopropyyli-5,5-dimetyyli-tiatsolidiini-4-karboksyylihappo. HCl:ää, 112 g (1 mol) semikarbat-sidi HCl:ää ja 164 g(2 mol) natriumasetaattia 1500 ml:ssa tislattua vettä, lisätään 1500 ml kloroformia ja seosta kuumennetaan 60 min. kiehuvana typpiatmosfäärissä.

Jäähdyttämisen jälkeen erotetaan isobutyraldehydi-semikarbatsonia sisältävä orgaaninen faasi, vesipitoinen faasi uutetaan 2 kertaa kulloinkin 200 ml:11a kloroformia.

Seos haihdutetaan tyhjössä, saatu epäorgaanisten suolojen ja penisillamiinin seos kuumennetaan 300 ml:ssa tislattua vettä suoja-kaasussa lyhyesti 50°C:seen, ja jäillä jäähdyttämällä saatu sakka erotetaan ja kuivataan P20[-:llä, jolloin saadaan 110 g (75% teoreettisesta määrästä) penisillamiinia, jonka sp. on 204-205°C.

6 59397

Esimerkki 5

Menetellään kuten esimerkissä 4 kuvattiin, mutta käytetään karbonyylireagenssia tiosemikarbatsidi HClrää (128 g = 1 mol). Vesifaasin pH-arvo on 4-5. Saadaan 105 g = 72% penisillamiinista, jonka sp. on 203-205°C.

Esimerkki 6 240 g (1 mol) 2-isopropyyli-5,5-dimetyyli-tiatsolidiini-4-karboksyylihappo. HCl:ää ja 120 g (1,1 mol) fenyylihydratsiinia kuumennetaan palautusjäähdyttäen seoksessa, jossa on 1,5 litraa tislattua vettä ja 1 litra tolueenia 60 min. Vesifaasin pH-arvo on noin 3-4. Sen jälkeen kun on jäähdytetty huoneenlämpötilaan erotetaan faasit. Vesifaasiin lisätään 100 ml konsentroitua suolahappoa ja se pestään vielä kerran 100 ml:11a tolueenia ja haihdutetaan kuiviin. Saadaan 190 g ( 100% teoreettisesta määrästä) raakaa pensillamiini HCl:ää, joka liuotetaan 1,5 litraan 96%:sta etanolia. Liuoksen pH-arvo säädetään trietyyliamiinin etanoliliuoksella 6-7: ksi, jolloin lyhyen ajan kuluttua erotettu 132 g ( 90% teoreettisesta määrästä) penisillamiinia, jonka sp. on 205-207°C.

Esimerkki 7 240 g (1 mol) 2-isopropyyli-5,5-dimetyyli-tiatsolidiini-4-karboksyylihappo. HCl:ä liuotetaan 500 ml:aan vettä ja typpiatmos-fäärissä suoritetaan vesihöyrytislaus. Kun tislettä on saatu noin 700 ml, tisleen isobutyyrialdehydipitoisuus tai reaktioseoksessa vesihöyrylohkaisun yhteydessä muodostunut penisillamiini HCl määritetään. Rengaslohkaisu tapahtuu 60%:sesti. Loppuosa 2-isopropyy-li-5,5-dimetyyli-tiatsolidiini-4-karboksyylihaposta lohkaistaan kuten esimerkissä 6 kuvattiin* Käytetään 54 g ( 0,5 moolia) fenyylihydratsiinia ja 500 ml tolueenia. Saadaan 126 g (86% teoreettisesta määrästä) penisillamiinia, jonka sp. on 203-205°C. Esimerkki 8

Seosta, jossa on 239 g ( 1 mol) 2-isopropyyli-5,5-dimetyyli-tiatsolidiini-4-karboksyylihappoamidi-hydrokloridia, 120 g (1,1 mol) fenyylihydratsiinia, 1 000 ml vettä ja 1 000 ml tolueenia, kuumennetaan 30 minuuttia palautusjäähdyttäen. Seos jäähdytetään huoneen lämpötilaan ja faasit erotettiin. Vesifaasin pH säädetään väkevällä kloorihapolla pH 1:een, ja vesifaasi haihdutetaan kuiviin alennetussa paineessa. Jäännös kiteytetään isopropanolista, jolloin saadaan 140 g (76%) D,L-penisillamiini-hydrokloridia, sp. 234-236°C.

7 59397

Esimerkki 9

Seosta, jossa on 268 g ( 1 mol) 2-isopropyyli-5,5-dimetyyli-tiatsolidiini-4-karboksyylihappoetyyliesteri-hydrokloridia, 70 g ( 1 mol) hydroksyyliamiinihydrokloridia, 80 g natriumhydroksidia 500 ml:ssa vettä ja 500 ml:ssa metyleenikloridia, sekoitetaan 20-25°C:ssa 3 tuntia. pH säädetään sitten 3:ksi, ja sekoitusta jatketaan 15 minuuttia. Tämän jälkeen faasit erotetaan, ja vesifaasi haihdutetaan kuiviin alennetussa paineessa» Jäännös kiteytetään isopropanolista, jolloin saadaan 150 g ( 70%) D,L-penisillamiini-etyyliesteri-hydrokloridia, sp. 149-151°C.

Esimerkki 10

Seosta, jossa on 255 g ( 1 mooli) 2-isopropyyli-5,5-dime-tyylitiatsolidiini-4-tioamidi-hydrokloridia, 120 g (1,1 moolia) fenyylihydratsiinia, 1 000 ml vettä ja 1 000 ml kloroformia, kuumennetaan 60 minuuttia palautusjäähdytyslämpötilassa. Seos jäähdytetään huoneen lämpötilaan, faasit erotetaan ja vesifaasi haihdutetaan kuiviin alennetussa paineessa. Jäännös kiteytetään isopropanolista, jolloin saadaan 120 g (60%) D,L-penisillamiinitioa-midi-hydrokloridia, sp. 165-168°C.

Claims (1)

1. 8 59397 Patenttivaatimus: Menetelmä 2-isopropyyli-5,5-metyylitiatsolidiiniyhdisteiden tai niiden mineraalihapposuolojen rengaslohkaisun suorittamiseksi, joilla yhdisteillä on yleinen kaava A f H-C cv Lh c c / \/ \ /CH3 ch/ ch^ ch3 jossa A on esteriryhmä, jonka alkoholikomponentissa on 1-6 hiili-atomia, tai substituoimaton tai 1-6 hiiliatomia, sisältävillä al-kyyliryhmillä tai fenyyliryhmällä N-mono- tai N-disubstituoitu karboksyylihappoamidi- tai tiokarboksyylihappoamidiryhmä tai COOH-ryhmä, penisillamiinien tai niiden vastaavien johdannaisten saamiseksi, tunnettu siitä, että tiatsolidiiniyhdiste saatetaan reagoimaan karbonyylireagenssin kanssa, kuten hydroksyyliamiinin, fe-nyylihydratsiinin, tioseraikarbatsiidin tai näiden suolojen tai hyd-raattien kanssa, veden ja veden kanssa sekoittumattoman inertin orgaanisen liuottimen läsnäollessa, faasit erotetaan, ja vesifaasista eristetään penisillamiini tai sen johdannainen tai suola.